物联网开发与应用丛书无线传感器网络技术与应用

第1章　绪论 1
1．1 无线传感器网络概述 1
1．1．1 无线传感器网络的定义 1
1．1．2 无线传感器网络的主要性能指标 2
1．1．3 无线传感器网络的应用特征 3
1．2 无线传感器网络的发展与应用 6
1．2．1 WSN的发展过程及趋势 6
1．2．2 WSN在物联网中的应用 8
1．2．3 WSN的应用领域 10
思考题与习题1 11
第2章 无线通信基础与无线网络简介 13
2．1 无线通信基础 13
2．1．1 无线通信简介 13
2．1．2 无线通信系统的主要技术参数和性能指标 17
2．1．3 无线通信系统的传输方式 20
2．1．4 无线通信的频谱和通信信道 25
2．1．5 无线通信的相关技术 31
2．2 无线网络简介 38
2．2．1 概述 38
2．2．2 无线网络协议标准 39
2．2．3 无线网络的分类 45
2．2．4 无线网络中的硬件接口设备 49
2．2．5 Ad Hoc网络简介 54
思考题与习题2 56
第3章 传感器原理及应用实例 59
3．1 概述 59
3．1．1 传感器的定义与分类 59
3．1．2 传感器的基本性能 61
3．1．3 传感器的组成与结构 62
3．2 智能传感器原理及应用 62
3．2．1 嵌入式处理器与嵌入式系统简介 63
3．2．2 智能传感器设计 79
3．2．3 智能传感器应用实例 81
3．3 常用的传感器及其应用实例 87
3．3．1 温湿度传感器及其应用实例 87
3．3．2 光敏传感器及其应用实例 92
3．3．3 压敏传感器及其应用实例 97
3．3．4 气敏传感器及其应用实例 99
3．3．5 磁电式传感器及其应用实例 100
思考题与习题3 101
第４章　无线通信技术 103
4．1 短距离无线通信技术简介 103
4．2 ZigBee无线通信技术 104
4．2．1 ZigBee无线通信技术简介 104
4．2．2 ZigBee网络构架 105
4．2．3 ZigBee协议栈 106
4．2．4 ZigBee组网技术及其应用 108
4．3 蓝牙无线通信技术 109
4．3．1 蓝牙无线通信技术简介 109
4．3．2 蓝牙协议栈体系结构 111
4．3．3 蓝牙组网技术及其应用 112
4．4 Wi-Fi无线通信技术 114
4．4．1 Wi-Fi无线通信技术简介 114
4．4．2 Wi-Fi网络架构 114
4．4．3 Wi-Fi组网技术及其应用 116
4．5 射频识别（RFID）技术 117
4．5．1 RFID技术简介 117
4．5．2 RFID系统组成与工作原理 122
4．5．3 RFID组网技术及其应用 127
4．6 超宽带（UWB）技术 131
4．6．1 UWB技术简介 131
4．6．2 UWB协议模型 132
4．6．3 UWB主流技术及其应用 133
4．7 移动通信技术简介 135
思考题与习题4 139



第5章　无线传感器网络体系结构与组网协议 141
5．1 WSN的工作原理与结构 141
5．1．1 WSN的组成与工作原理 141
5．1．2 WSN的体系结构 145
5．1．3 WSN的通信系统结构 147
5．1．4 WSN与互联网的连接 150
5．2 WSN的协议栈 152
5．2．1 物理层 152
5．2．2 数据链路层 155
5．2．3 网络层 159
5．2．4 传输层 161
5．2．5 应用层 164
5．3 无线传感器节点的设计与应用实例 167
5．3．1 概述 167
5．3．2 无线传感器节点的组成 167
5．3．3 无线传感器节点的功能 170
5．3．4 无线通信模块及设计 171
5．3．5 无线传感器节点的设计 172
5．3．6 无线传感器节点应用实例 174
思考题与习题5 176
第6章　无线传感器网络的关键应用技术 177
6．1 WSN的时间同步、节点定位与目标跟踪技术 177
6．1．1 时间同步技术简介 178
6．1．2 定位技术简介 181
6．1．3 目标跟踪技术简介 185
6．2 WSN的网络拓扑控制与覆盖技术 189
6．2．1 网络拓扑控制技术简介 190
6．2．2 网络覆盖与部署技术简介 193
6．3 WSN的数据融合与网络管理技术 197
6．3．1 数据融合技术简介 197
6．3．2 网络管理技术简介 201
6．4 WSN的容错与安全技术 205
6．4．1 网络容错技术 205
6．4．2 网络安全技术 206
思考题与习题6 210
第7章 无线传感器网络的开发环境及应用 211
7．1 概述 211
7．2 WSN操作系统简介 213
7．2．1 TinyOS简介 213
7．2．2 nesC语言简介 216
7．3 WSN的仿真技术简介 217
7．3．1 概述 217
7．3．2 OPNET仿真平台 218
7．3．3 NS-3仿真平台 219
7．3．4 TOSSIM仿真平台 222
7．4 IAR集成开发环境 223
7．4．1 IAR集成开发环境简介 223
7．4．2 IAR集成开发环境的安装 223
7．4．3 工程的编辑与修改 225
7．4．4 仿真调试与下载 234
7．4．5 模块化编程技巧 236
思考题与习题7 237
第8章 物联网综合实训平台的设计与实现 239
8．1 概述 239
8．2 物联网综合实训平台总体设计 242
8．2．1 物联网综合实训平台简介 243
8．2．2 硬件系统的设计与实现 243
8．2．3 软件系统的设计与实现 246
8．3 基于Linux网关平台的构建与应用 250
8．3．1 Linux网关平台开发环境的搭建与安装 250
8．3．2 网关平台的设计与应用 257
8．3．3 网关平台与PC通信的应用 266
8．4 基于Android网关平台的构建与应用 269
8．4．1 Android网关平台环境的搭建与安装 269
8．4．2 Android网关平台用户界面的设计与应用 281
8．4．3 Android系统下网络通信的应用 285
8．5 无线节点的接入与组网应用实例 285
8．5．1 ZStack协议栈配置与安装 286
8．5．2 基于ZStack协议栈的无线节点通信应用实例 290
8．5．3 温湿度传感器节点的接入、组网应用 295
8．6 物联网综合实训平台应用实例简介 300
参考文献 303